短波通聯(lián)方法研究

蘆偉東

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心哈爾濱監(jiān)測(cè)站，哈爾濱 150010）

短波通聯(lián)方法研究

蘆偉東

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心哈爾濱監(jiān)測(cè)站，哈爾濱 150010）

本文主要研究了短波通聯(lián)的實(shí)現(xiàn)方法，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，詳細(xì)給出了基于ITS軟件預(yù)測(cè)最佳通信頻率，實(shí)現(xiàn)短波通信的技術(shù)方法。

短波通信；傳播預(yù)測(cè)；通信頻率

1 引言

目前，短波通聯(lián)是遠(yuǎn)程、應(yīng)急通信的重要手段之一。在發(fā)生重特大自然災(zāi)害時(shí)，常規(guī)通信手段全部癱瘓。這時(shí)，可以利用小巧、便攜的短波通聯(lián)設(shè)備迅速建立應(yīng)急通信渠道，將災(zāi)區(qū)的實(shí)時(shí)情況及時(shí)傳遞出來(lái)，為制定救災(zāi)計(jì)劃提供及時(shí)、準(zhǔn)確的信息支持。因此，掌握一種建立有效短波通聯(lián)的方法十分必要。

短波通聯(lián)主要依靠電離層作為信息傳播的媒介，而電離層是在時(shí)刻變化的，所以如何能有效的仿真短波通聯(lián)效果，確定各主要參數(shù)，成為了建立有效短波通聯(lián)的關(guān)鍵。本文主要研究了短波通聯(lián)的實(shí)現(xiàn)方法，利用ITS軟件預(yù)測(cè)最佳的通聯(lián)頻率，并結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，說(shuō)明了該方法的實(shí)用性、有效性。

2 短波通聯(lián)方法

2.1 仿真軟件簡(jiǎn)介

目前，電離層數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，基于已有的電離層預(yù)測(cè)模型，美國(guó)ITS（Institute For Telecommunication Sciences）組織開發(fā)了仿真短波電波傳播效果的系列軟件，通過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用反饋，該軟件得到了持續(xù)不斷的修正，ITS在短波傳播仿真領(lǐng)域成為了首選，并且已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。本文利用該軟件所包含的短波傳播預(yù)測(cè)模型確定通聯(lián)頻率等主要參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)有效的短波通聯(lián)。

2.2 選定通聯(lián)頻率

一般情況下，短波通聯(lián)的設(shè)備和發(fā)射天線及天饋系統(tǒng)都是固有的。因此，接收信噪比、發(fā)射功率、天線增益、天線高度等參數(shù)都是固定的。實(shí)際上，選取有效的通聯(lián)頻率成為了高質(zhì)量短波通聯(lián)的關(guān)鍵因素。假設(shè)在A，B兩地進(jìn)行短波通聯(lián)，已知通聯(lián)地點(diǎn)的經(jīng)緯度，則可以計(jì)算出通聯(lián)距離，從而確定鏈路可靠度最高的最佳通聯(lián)頻段區(qū)間。利用ITS軟件包中的ICEPAC預(yù)測(cè)A，B兩地間5月份的最佳通聯(lián)頻段區(qū)間。具體參數(shù)設(shè)置如下：時(shí)間設(shè)為2014年5月；電離層預(yù)測(cè)參數(shù)設(shè)定為CCIR（oslo）；太陽(yáng)黑子數(shù)設(shè)定為110；A地經(jīng)緯度為N45.9°E126.8°；B地經(jīng)緯度為N39.7°E116.3°；路徑設(shè)定為短距離；發(fā)射功率為100W；噪聲門限電平為-110dBm；正常通信所需的最小信噪比為73dB；多徑功率誤差容限為3dB；最大延遲誤差容限為0.1ms；參考頻率為：6.075，7.2，9.7，11.85，13.7，15.35，17.725，21.65，25.885，27，29MHz。運(yùn)行ICEPAC，仿真結(jié)果如圖1所示。

圖1 A地和B地的短波鏈路可靠度預(yù)測(cè)

從圖1的仿真結(jié)果可以直觀的看出，鏈路可靠度的時(shí)間概率大于等于80%的頻率都可以選定為A，B兩地的通聯(lián)頻率。參考中華人民共和國(guó)無(wú)線電頻率劃分規(guī)定中短波頻段中的固定業(yè)務(wù)頻段，再結(jié)合一天24小時(shí)中的指定通聯(lián)時(shí)間，可確定A地和B地間5月份短波通聯(lián)的最佳通聯(lián)頻率。比如在0100-0700（UTC）時(shí)段內(nèi)，選擇頻率12.2MHz。

下面再借助ICEPAC來(lái)驗(yàn)證我們選定通聯(lián)頻率的鏈路可靠度。將參考頻率修改為12.2MHz，其他參數(shù)不變，仿真結(jié)果如圖2所示。

圖2 12.2MHz

很明顯，在0100-0700（UTC）時(shí)段內(nèi)，工作頻率12.2MHz的鏈路可靠度時(shí)間概率均大于90%。因此，選擇該頻率作為A地和B地的短波通聯(lián)頻率是可行的、穩(wěn)定的。

2.3 計(jì)算接收信噪比

選定頻點(diǎn)后，其他參數(shù)設(shè)置不變，利用ICEPAC計(jì)算12.2MHz進(jìn)行接收信噪比，如圖3所示。從圖3中可以直觀地看出，滿足鏈路可靠度要求時(shí)，通聯(lián)時(shí)間與接收信噪比的關(guān)系。

圖3 12.2MHz接收信噪比

2.4 通聯(lián)效果測(cè)試

在實(shí)際測(cè)試通聯(lián)效果時(shí)，應(yīng)先測(cè)試短波通聯(lián)設(shè)備天饋系統(tǒng)的駐波比，如圖4所示。

圖4 天饋系統(tǒng)駐波比

從圖4中可以看出，在2～30MHz頻段內(nèi)，駐波比都在2.25以下，說(shuō)明此天饋系統(tǒng)基本滿足發(fā)射要求。另外，若選定頻率處駐波比相對(duì)較高，則可以進(jìn)行微調(diào)。如果駐波比整體偏高，則需要加裝天調(diào)，以保證發(fā)射功率可以有效的輻射出去。

最終選定頻率后，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，A地的實(shí)際信號(hào)接收情況如圖5所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，A，B兩地均能進(jìn)行清晰的語(yǔ)音通信，達(dá)到了短波通聯(lián)的預(yù)期目標(biāo)，證明了該方法的有效性、實(shí)用性。

圖5 A地實(shí)際信號(hào)接收效果

3 結(jié)束語(yǔ)

本文給出了利用ICEPAC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通聯(lián)仿真軟件確定通聯(lián)頻率，從而實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的短波通聯(lián)，并結(jié)合實(shí)際測(cè)試結(jié)果，進(jìn)一步證明了該方法的可靠性和實(shí)用性，因此具有重要的實(shí)用價(jià)值。

[1] 王林志，謝紹斌．基于ITS的短波鏈路頻率支配與電磁計(jì)算[J]．空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006.

2014全國(guó)無(wú)線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)會(huì)議在沈陽(yáng)召開

9月26日，2014全國(guó)無(wú)線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)會(huì)議（WMC’14）在沈陽(yáng)召開。中國(guó)通信學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)張英海，中國(guó)通信學(xué)會(huì)無(wú)線及移動(dòng)通信委員會(huì)主任委員、國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心、國(guó)家無(wú)線電頻譜管理中心（以下簡(jiǎn)稱“中心”）主任劉巖出席并致辭。

張英海說(shuō)，近年來(lái)，中國(guó)通信學(xué)會(huì)在掛靠單位的指導(dǎo)下，取得了豐碩的學(xué)術(shù)成果。無(wú)線及移動(dòng)通信委員會(huì)作為中國(guó)通信學(xué)會(huì)的所屬委員會(huì)之一，由來(lái)自政府及運(yùn)營(yíng)商、大專院所、設(shè)備制造商、電信企業(yè)等單位的知名專家和學(xué)者組成，已成為培養(yǎng)行業(yè)學(xué)科帶頭人、科技領(lǐng)軍人物的平臺(tái)，為行業(yè)科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新發(fā)揮了重要作用。本次大會(huì)將有助于進(jìn)一步促進(jìn)無(wú)線及移動(dòng)通信領(lǐng)域新技術(shù)交流與合作，積極推動(dòng)信息通信業(yè)發(fā)展。

劉巖說(shuō)，當(dāng)前全球信息通信業(yè)正迎來(lái)新一輪的變革，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為代表的新興產(chǎn)業(yè)不斷興起。在國(guó)家高度重視信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)下，無(wú)線及移動(dòng)通信委員會(huì)要認(rèn)真貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院有關(guān)要求和部署，立足我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大局，進(jìn)一步創(chuàng)新思路，完善舉措，為我國(guó)信息通信業(yè)的發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。他希望本次大會(huì)在“穩(wěn)增長(zhǎng)、調(diào)結(jié)構(gòu)、促改革、惠民生”的目標(biāo)指引下，能在推動(dòng)新技術(shù)、新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)、新模式的孕育和發(fā)展，推進(jìn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)升級(jí)，促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)繁榮發(fā)展，探索中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新道路等方面有所作為，努力開創(chuàng)中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新格局。

與會(huì)專家就“4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)及規(guī)模部署”、“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革命與大數(shù)據(jù)無(wú)線通信”、“5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 創(chuàng)造無(wú)線未來(lái)”等進(jìn)行了主題演講。下午，會(huì)議分論壇以“LTE研究與發(fā)展”、“平臺(tái)與技術(shù)創(chuàng)新”等為主題進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流與分組討論。大會(huì)從700余篇論文投稿中遴選出138篇編入會(huì)議論文集，其中15篇優(yōu)秀論文將推薦至EI或ISTP檢索，中心陜西監(jiān)測(cè)站、烏魯木齊監(jiān)測(cè)站的兩篇論文也獲得此項(xiàng)榮譽(yù)。張英海、劉巖和李書芳教授為獲獎(jiǎng)?wù)哳C獎(jiǎng)。本次大會(huì)由中國(guó)通信學(xué)會(huì)主辦，國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心、國(guó)家無(wú)線電頻譜管理中心與中國(guó)聯(lián)通承辦。來(lái)自無(wú)線及移動(dòng)通信領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)、通信運(yùn)營(yíng)業(yè)、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界的專家、學(xué)者和工程技術(shù)人員等100余人參加了會(huì)議。（楊士坤、劉仲亞）

Study of Shortwave Communication Method

Lu Weidong
(State Radio Monitoring Center Harbin Monitoring Station, Harbin, 150010)

This paper mainly studies the realization method of short wave communication. Integratingthe measured data, it gives the short wave communication technique method of prediction of the optimal workfrequency.

short-wave communication; propagation prediction; communication frequency

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.10.014

TN92

A

1672-7274（2014）10-0053-03